SiC_p-WSi_2/MoSi_2复合材料的室温力学性能

为了提高MoSi2的室温断裂韧性,将Si、Mo、W和C四种粉末混合后通过"原位反应热压"一次热压工艺制备了两种不同体积配比的SiCp-WSi2/MoSi2复合材料试样,测定了复合材料试样和纯MoSi2试样的室温断裂韧性(KIC)与显微硬度(HV);采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法研究了该工艺下试样的结构、组织以及断口形貌与断裂韧性间的相互关系。结果表明,SiC的复合化和W元素的合金化能使SiCp-WSi2/MoSi2复合材料晶粒细化,硬度、室温断裂韧性比纯MoSi2明显提高,断裂韧性最高值达5.88MPa·m1/2。并对复合材料的硬化、韧化机理分别进行了分析。

MoSi_2/SiC材料合成过程研究

实验工作针对放热反应的特点采用自蔓延合成方法 (SHS) ,利用单质反应元素在氩气环境下合成MoSi2 及MoSi2 /SiC复合相。

原位无压反应烧结制备SiC-MoSi_2复合材料及其性能研究

利用原位无压反应烧结方法制备了不同配比的SiC/MoSi2复合材料,分析了烧结工艺对产物的影响,研究了原位生成的SiC颗粒对MoSi2基体材料室温力学性能和显微结构的影响。结果表明:原位反应烧结制备SiC/MoSi2的工艺是可行的,反应生成的适量SiC颗粒细化了基体晶粒,改善了其力学性能;与该工艺下制备的纯MoSi2相比,含10%SiC的SiC/MoSi2复合材料室温抗弯强度提高了181%,该复合材料的强化机制为细晶强化和弥散强化,韧化机制为细晶增韧和裂纹偏转。

原位合成MoSi_2反应烧结SiC-MoSi_2复合材料

将Mo粉和Si粉按1:2的摩尔比,在聚乙烯球磨罐中球磨混合4h,然后与SiC粉按不同的比例配料,加入少量的Al_2O_3微粉和活性炭粉,再共磨混合24h;然后在20MPa的压力下压制成型,在1650℃下、氮气气氛中烧结,保温1h后自然冷却至室温。采用XRD、SEM和EDAX等手段对反应产物的物相组成、组织结构和微区成分进行了分析,结果表明:原位合成MoSi_2反应烧结SiC-MoSi_2复合材料由SiC、MoSi_2以及少量的残余硅组成;其显微组织结构疏松,颗粒堆积呈蜂窝状。根据实验结果,讨论了复合材料显微结构的形成机制,并着重对MoSi_2颗粒聚集区中的空心粒子及其周围分散的小气孔的形成机制进行了阐述。

MoSi_2-AlCr_2准二元系合金的低温抗氧化性能

通过热重量分析(TGA)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等研究了MoSi2及MoSi2-AlCr2准二元系合金在500℃下的低温抗氧化性能。结果表明:采用热压烧结方法制备的纯MoSi2及MoSi2-AlCr2准二元系合金在500℃低温循环氧化条件下具有良好的低温抗氧化性,氧化100 h均未发生'Pesting'现象。同时发现,纯MoSi2的氧化动力学曲线符合抛物线形规律,而MoSi2-AlCr2准二元系合金在20～100 h阶段,氧化动力学曲线基本上呈直线型。由此可见,添加AlCr2可显著提高MoSi2的低温抗氧化能力。

“化学炉”辅助燃烧原位合成SiC／MoSi2复合材料

以Mo、Si和C单质粉为原料,采用自蔓延原位合成技术制备10%SiC、20%SiC(体积分数)强韧化MoSi2复合材料,并从理论上计算了自蔓延燃烧反应绝热温度。结果表明,常规自蔓延能够合成10%SiC/MoSi2复合粉体,而通过"化学炉"辅助燃烧能够合成20%SiC/MoSi2材料。复合粉末主要由MoSi2和SiC相组成,SiC颗粒分布均匀,与MoSi2基体结合良好,其断裂机理为穿晶断裂。

MoSi_2(p)/RBSC复合材料的制备及其性能的研究

以石油焦、MoO3为原料 ,通过控制工艺条件 ,制得了MoSi2 (p) /RBSC复合材料。所得材料的室温抗弯强度为 2 83± 6 4Mpa。

MoSi_2-SiC复合材料的制备及其抗氧化性研究

先以SiC(粒度分别为≤2.5、≤0.062 mm)为主要原料,水溶性树脂为结合剂,经混练、成型、烘干后得到SiC坯体,再用MoSi_2微粉(d_(50)=3μm)掩埋SiC坯体,在真空条件下2 000℃保温3 h进行熔渗烧结,以直接熔渗法制备出MoSi_2-SiC复合材料,并与R-SiC和Si_3N_4-SiC材料一起进行在空气中于1 600℃的静态抗氧化试验,以对比研究其抗氧化性能。结果表明:经1 600℃氧化75 h后,Mo Si_2-SiC复合材料的抗氧化性优于R-Si C、Si_3N_4-SiC材料的;Mo Si_2在烧结过程中部分发生分解生成了Mo_5Si_3,Mo Si_2、Mo_5Si_3填充于Si C的内部并实现烧结致密化,使Mo Si_2-SiC复合材料的显气孔率显著降低至5.7%;Mo Si_2-SiC复合材料中Mo Si_2、Mo_5Si_3含量(w)分别为10%~15%、3%~5%,1 000℃下的热导率为46.5 W·m^(-1)·K^(-1),显著高于R-SiC和Si_3N_4-SiC材料的。

废弃硅钼棒循环再利用制备MoSi2基抗氧化涂层

目的在实现钼资源循环再利用的同时,提高钼合金高温抗氧化性能。方法将废弃硅钼棒破碎、球磨制成粉末,并结合玻璃粉和硅粉作为原料,采用浆料法在钼基体上制备MoSi2基抗氧化涂层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射和1400℃静态等温氧化实验等分析涂层的微观组织、结构及抗氧化性能。结果制备的MoSi2基抗氧化涂层厚度约500μm,涂层整体上呈现出相对致密的结构。在1400℃氧化20h后,涂层质量增量为5.88mg/cm^2,呈现出较好的防氧化效果。结论利用浆料法,以废弃硅钼棒为原料,在实现钼资源回收再利用的同时,为钼合金表面制备具有较好抗氧化性能的MoSi2基抗氧化涂层。氧化过程中,涂层在表面形成了一层致密的SiO2玻璃,具有较强的阻氧能力,减少氧气向基体的渗入,可以在高温氧化环境有效提升钼基体的抗氧化能力。

稀土/MoSi_2复合材料的干摩擦磨损性能

运用M 2型摩擦磨损试验机测定了不同载荷条件下稀土 /MoSi2 复合材料与 45钢配对件的干摩擦磨损性能 ,采用SEM观察了摩擦副表面的形貌和X射线分析了磨屑相组成 ,并探讨了其磨损机制。结果表明 :稀土 /MoSi2 和MoSi2 与 45钢干摩擦时 ,在负荷不超过 15 0N的范围内 ,其摩擦系数 μ和磨损率W与负荷p间较好地满足关系式 :W(或 μ) =a +bp +cp2 +dp3+ep4 ;两种材料均具有优异的耐磨性能 ,在 80～12 0N范围 ,稀土 /MoSi2 复合材料的磨损率比纯MoSi2 材料的至少降低了 65 % ;稀土 /MoSi2

铌表面MoSi_2高温涂层的形貌和结构研究

用料浆熔烧法在铌基体表面制备了MoSi2高温抗氧化涂层。利用SEM,EDS,XRD等仪器分析研究了涂层的结构、元素分布、相分布与抗氧化性能的关系。结果表明:涂层与基体之间达到了冶金结合,通过扩散形成了过渡层,涂层的复合结构有利于提高抗氧化性能,用料浆熔烧法在铌基体表面制备MoSi2涂层是可行的。在氧化环境下,MoSi2涂层能在表面自生成一层SiO2玻璃层,阻止氧的进一步扩散。经2h以上高温氧化后,Si的扩散使涂层主体中形成多孔疏松组织。涂层元素与基体发生互扩散,在界面处形成大量集中孔洞并横向贯穿,使涂层从其主体与过渡层接触的界面处发生横向内部断裂,导致涂层失效。

C/C复合材料MoSi_2-Mo_5Si_3/SiC涂层的制备及组织结构

采用化学气相反应法和料浆刷涂反应法,在C/C复合材料表面制备了MoSi_2-Mo_5Si_3/SiC复合涂层,借助X射线衍射仪、扫描电镜及能谱等分析手段,对涂层的形成、组织结构进行了研究,并初步考察了涂层的高温抗氧化性能.结果表明:制备的复合涂层厚度为400μm左右,主要由β-SiC、MoSi_2及少量的Mo_5Si_3组成.1350℃等温氧化10h后,复合涂层试样的氧化失重率只有1.21%,明显低于C/C复合材料SiC单涂层试样,其高温抗氧化性能得到明显的提高.因此,与C/C复合材料SiC单涂层相比,经封填改性制得的复合涂层结构更致密,具有良好的高温抗氧化性能.

MoSi_2及其复合材料摩擦学性能研究

通过热压烧结制备了MoSi2及3种MoSi2基复合材料,考察了其相组成和结构,测定了其硬度和断裂韧性,评价了其摩擦磨损行为,并探讨了力学性能、摩擦界面特性和偶件材料特性等对MoSi2及其复合材料摩擦学行为的影响.结果表明:MoSi2同GCrl5钢和WC-Co硬质合金配副时表现出较高的摩擦系数,其磨损强烈依赖于偶件材料特性;第二相的引入对MoSi2的磨损行为具有显著影响,其中SiC第二相可以改善MoSi2的摩擦磨损性能;摩擦界面特性和偶件材料特性则对MoSi2及其复合材料的摩擦磨损性能具有决定性影响.

低压沉积温度对MoSi_2涂层微观结构与性能影响

以SiCl4和H2为原料,采用低压化学气相沉积（LPCVD）渗硅法在Mo基体表面原位反应制备了MoSi2涂层,研究了沉积温度对MoSi2涂层微观形貌、物相组成、沉积速率、涂层的硬度、涂层与基体结合强度的影响.研究结果表明：在1100~1200℃下制备的涂层结构致密,由单一MoSi2组成,沉积速率、涂层的硬度以及与基体的结合强度均表现为増加的趋势;当沉积温度高于1200℃,涂层出现开裂现象,由游离Si和MoSi2两相组成,涂层沉积速率、硬度和结合强度均出现下降的趋势.1100℃以下沉积的主要控制步骤为Si与Mo反应,而1100℃以上Si在涂层中的扩散对沉积过程起控制作用.

碳/碳复合材料MoSi_2/SiC涂层在动态氧化环境下的性能研究

为了考察MoSi2/SiC防氧化涂层体系在动态氧化环境下的防护能力,对碳/碳复合材料MoSi2/SiC涂层试样在1100～1500℃下进行了高温燃气高质流冲刷环境下的氧化试验。结果表明,在1100～1500℃的燃气动态环境下,具有稳定的氧化失重速率,氧化失重曲线近似呈直线关系,氧化失重和氧化失重速率均随着氧化温度的升高而降低,表现出该涂层抗高质流冲刷和氧化的能力随温度的升高而提高,在该温度区间内,随着温度的升高,具有更优异的抗氧化和抗高质流冲刷的能力。

原位SiC颗粒增强MoSi_2基复合材料的显微组织和力学性能

本文研究了原位 ＳｉＣ颗粒增强 ＭｏＳｉ２基复合材料的组织结构和力学性能。结果表明：复合材料的组织为ｔ－ＭｏＳｉ２基体上均匀分布 β－ＳｉＣ等轴颗粒，数量很少的球形小孔隙主要分布在 ＳｉＣ颗粒内， ＳｉＣ颗粒尺寸为 ２－５ μｍ．复合材料界面为直接的原子结合，无非晶层存在．复合材料的室温维氏硬度、断裂韧性、抗压强度及高温流变应力明显高于单一ＭｏＳｉ２，随着ＳｉＣ体积分数的增加，维氏硬度、断裂韧性及高温流变应力提高，而抗压强度先增加后减少． ＳｉＣ体积分数从 １０％增加到 ４５％，ＫＩＣ从 ４．３４提高到 ５．７１ ＭＰａ·ｍ１／２；与单一 ＭｏＳｉ２相比提高了 ２５％－４６％； １４００℃时，σ０．２从 ２０％ＳｉＣ的 ２３０提高到 ４５％ＳｉＣ的 ２８５ ＭＰａ，比单一 ＭｏＳｉ２提高了 ９８％－１４６％．

SiC颗粒强韧化MoSi_2复合材料

通过湿法混料和热压烧结工艺成功地制备了 2 0 vo1% Si CP/ Mo Si2 复合材料 ,并测定了其显微组织和力学性能。结果表明 :Si CP/ Mo Si2 复合材料主要由 Mo Si2 和 Si C颗粒组成 ,还有少量的 Mo5Si3,致密度为 92 .3 %。与Mo Si2 相比 ,其室温抗弯强度提高了 30 .6 % ,断裂韧性提高了 5 3 % ,12 0 0℃的抗压强度提高了 44 % ,140 0℃的抗压强度提高了 5 3 % ;其硬度、弹性模量等性能有较大提高。在 Al2 O3和 Si C对磨盘上表现出极其优异的耐磨性能。Si C颗粒对 Mo Si2 的室温增韧。

MoSi_2-WSi_2复合体系的自蔓延燃烧合成

利用自蔓延燃烧合成法制备了 Mo Si2 - WSi2 复合粉体 ,并对合成产物进行了 X射线衍射分析。研究表明 ,通过自蔓延燃烧合成反应既可实现 Mo Si2 与 WSi2 的复合 ,又可通过调整反应物 Mo,W,Si的比例 ,在 Mo Si2 中引入 WSi2的同时还能引入足够量的 Mo5 Si3- W5 Si3相。W量的增加使体系的绝热温度降低 ,对自蔓延燃烧合成反应产生影响。研究还表明 Mo Si2 - WSi2 和 Mo5 Si3- W5 Si3均以固溶体的形式存在。

C/C复合材料SiC-TaSi_2/MoSi_2抗氧化复合涂层研究

采用包埋技术在C/C复合材料表面制备SiC-TaSi_2/MoSi_2抗氧化复合涂层,通过恒温氧化实验以及X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)观察及能谱(EDS)分析,研究了包埋粉料中Ta,Mo含量对复合涂层微观结构和高温抗氧化性能的影响.结果表明,Ta,Mo摩尔比为1:1时所制备的复合涂层具有相对较大的厚度和较为致密的结构,氧化过程中在该涂层表面形成致密和稳定的玻璃态SiO_2保护膜.在1500℃氧化326h和经过23次1500℃至室温间的急冷急热后,带有该涂层的C/C试样失重仅为0.97%,表明该涂层具有优异的抗氧化和抗热震性能.

MoSi_2高温氧化层的微观结构

采用SEM,TEM和XRD方法研究了MoSi2在1200-1600℃的氧化层微观结构.在1240℃下,氧化层由SiO2和其它氧化物混合而成,致密度较差,1240-1520℃区间氧化层表面存在针状、扇状或羽状的低温石英,氧化层较薄.在1520℃以上,氧化层中含有块状、粒状或蜂巢状的方石英.氧化层致密而均匀.